氢能系列6——中国氢能发展趋势3

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昨天和大家分享了氢能系列的第五部分：中国氢能发展趋势2

今天和大家分享第六部分：中国氢能发展趋势3

1、氢能应用场景多点开花，能源、工业领域是主要催化剂

碳中和大背景下，氢能在我国能源转型中的作用和定位主要包括：实现大规模、高效可再生能源消纳；在不同行业和地区间进行能量分配；充当能源缓冲载体，提高能源系统韧性；降低交通运输过程中的碳排放；降低工业用能领域的碳排放；代替焦炭用于冶金工业降低碳排放；降低建筑采暖的碳排放等。

1）交通

在交通运输领域，氢能不仅应用于燃料电池车，目前正向其他交通运输领域扩展，例如氢燃料电池船舶，氢燃料电池飞机。到2050年，氢燃料电池船舶与氢燃料电池飞机的氢气需求将会远超氢燃料电池车对于氢气的需求。

到2050年，随着氢燃料电池的技术突破与规模效应带来的成本下降，由于氢燃料电池续航能力强、低温适应能力强、能源补给时间短等优势，不仅氢燃料电池车的渗透率将快速上升，其他交通运输领域对于氢能的应用也有望迎来重要转折点。

2）储能（氢储）

随着可再生能源发电在发电侧占比逐渐增大，其随机性、间歇性、能量密度低等特点，会加剧电力系统供需两侧的双重波动性与不确定性，系统调峰难度大。

在此场景下，储能迎来发展机遇。氢能兼具清洁二次能源与高效储能载体的双重角色，是实现可再生能源大规模跨季节储存、运输的最佳整体解决方案。目前我国依旧存在弃风、弃光等问题，利用富余的可再生能源电解水制氢，再将氢能运输至能源消费中心转化为电能利用，可以有效解决可再生能源不稳定及运输问题，氢储能将在储能领域占据一席之地。

3）发电

燃料电池分布式发电是氢能除了交通领域应用之外最大的应用场景。根据美国能源部报告，若以质量为基础，氢燃料电池能量密度几乎是汽油的三倍。

目前全球燃料电池分布式发电累计装机容量近IGW。其中美国和韩国分别具有超过500MW和超过300MW的装机规模，其单机功率几乎都在100KW以上。日本已安装超过35万台的家用燃料电池热电联供系统，700W是多数的功率配置。

我国在燃料电池分布式发电领域应用非常少，仅有百台级小功率通信基站备用电源应用的经验及一些示范项目，技术和商业模式尚不成熟。随着科技部“氢进万家”项目的推进，燃料电池分布式发电将得到规模化示范，技术和商业模式会得到逬一步的研究和探索，必将加快商业化的推广。

4）能源互联网

能源互联网是以清洁能源为基础，通过多能互补、信息传递、智能管控等先进技术，实现能源生产和消费的协同与平衡，具有清洁化、智能化、便捷化等特点，是未来能源发展的理想形式。氢能具有来源广、热值高、无污染的优势，且具备长周期储存和远距离运输的特点，可作为能量源、能墨储存和转换媒介在能源互联网构建中发挥重要作用。

能源互联网的重要内容是实现电网、气网、热网的深度耦合和互联互通，氢能在发电、供热及储能等方面的优势将推动氢能作为重要的分布式能源和能源互联网的重要组成部分，并能极大提高能源互联网能量储存与转化的灵活性和操作弹性，进而推动我国能源系统的清洁化和智能化转型。

5）冶金

目前的炼钢企业大都采用通过燃烧焦炭提供还原反应的高炉炼铁技术，因此钢铁行业碳排放量大，污染严重。截至2020年，我国钢铁企业平均吨钢碳排放量为 1765公斤。采用基于天然气的炼铁工艺，可以将吨钢碳排放降至940公斤；而使用80%的氢气和20%的天然气则可以降至437公斤；如果完全使用氢气炼钢，贝何以实现二氧化碳的“零排放"。

国内外氢能炼钢应用案例包括瑞典钢铁HYBRIT项目、萨尔茨吉特SALCOS 项目和奥钢联H2FUTURE项目、河钢集团与卡斯特兰萨共建120W吨氢冶金示范性工程项目等。

我国粗钢产量超过世界产量50%, 90%以上的粗钢由高炉-转炉长流程工艺生产，每年煤炭消耗约6.4亿吨，占到我国总消耗量的17%。利用绿氢的氢冶金技术， 是钢铁产业绿色低碳发展的终极方向。目前河钢已经在国内率先开启了氢冶金工程建设，宝武钢铁、河北钢铁、鞍钢、酒钢等已纷纷启动立项。

6）化工

氢气在现代工业中主要应用于石油领域的炼油和化学工业的主要原料。全球每年在工业领域消耗的氢气量超过了500亿NM3。目前，为了改善石油和天然气等化石燃料品质，必须对其进行精炼，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等，这些过程都需要消耗大量的氢气。

在化工业中，制备甲醇和合成氨均需要氢气做原料，尤其是合成氨的用氢量最大。未来工业领域的应用将主要在氢能炼钢、绿氢化工和天然气掺氢三大场 景，由此助力工业部门深度脱碳。

如今的化工业建立在碳氢化合物之上，碳氢化合物既被用作原料，也用作能源。在钢铁业同样如此，焦炭同样是原料又是能源，造成这两个行业无法依靠清洁电力实现深度的脱碳，利用绿氢就尤为关键。通过绿氢能够合成最终构成化工业二氧化碳排放量一半以上的9个关键产品(氯、氨/尿素、甲醇、乙烯/丙烯、苯/甲苯/二甲苯)。中石化、中石油等为代表的石油化工央企，东华能源、宝丰能源等为代表的民营化工上市公司均已在布局绿色化工。

7）建筑

目前，以日本、韩国、欧洲为代表正在应用户用燃料电池装置，日本应用居多，为建筑发电的同时，产生余热用于供暧、洗浴热水。我国目前技术路径尚不清晰，因人口密度大，管道系统复杂，用能特点不同等，与国外有较大差异。

氢气可以与天然气混合使用，未来是少数能与天然气竞争的低碳能源方案之一。通过与天然气混合 (<20%)，借助基于燃气轮机或燃料电池的电热联产(CHP)技术，提供灵活连续的热能电能，进而有望取代化石燃料CHP。

低百分比的氢气可以安全地混合到现有的天然气网络中，无需对基础设施或设备逬行重大调整。基于1.5摄氏度目标，根据国际氢能委员会(HYDROGEN COUNCIL)预测,至2050年，10%的建筑供热，8%的建筑供能将由氢气提供，每年可减少 700 MT二氧化碳。

氢能系列的第六部分的内容就分享到这里，明天和大家分享第七部分的内容：中国氢能发展面临的问题1

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